Определение гидрохлоридов новокаина и лидокаина в водных растворах с использованием потенциометрических ПД-сенсоров

Полуместная, Ксения Андреевна

Определение гидрохлоридов новокаина и лидокаина в водных растворах с использованием потенциометрических ПД-сенсоров тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.02 ВАК РФ

Полуместная, Ксения Андреевна АВТОР

кандидата химических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Воронеж МЕСТО ЗАЩИТЫ

2012 ГОД ЗАЩИТЫ

02.00.02 КОД ВАК РФ

Диссертация по химии на тему «Определение гидрохлоридов новокаина и лидокаина в водных растворах с использованием потенциометрических ПД-сенсоров»

Автореферат диссертации на тему "Определение гидрохлоридов новокаина и лидокаина в водных растворах с использованием потенциометрических ПД-сенсоров"

005054640

На правах рукописи

Полуместная Ксения Андреевна

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРОХЛОРИДОВ НОВОКАИНА И ЛИДОКАИНА В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИХ

ПД-СЕНСОРОВ

Специальность 02.00.02 - аналитическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Воронеж — 2012

- 8 НОЯ 2012

005054640

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет»

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор

Бобрешова Ольга Владимировна

Официальные оппоненты:

Евтюгин Геннадий Артурович, доктор химических наук, профессор, Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, заведующий кафедрой аналитической химии

Ермолаева Татьяна Николаевна, доктор химических паук, профессор, Липецкий государственный технический университет, г. Липецк, профессор кафедры химии

Ведущая организация: Санкт-Петербургский государственный университет, г. Санкт-Петербург

Защита состоится "12" октября 2012 г. в 14® часов на заседании диссертационного совета Д 212.038.19 по химическим наукам при Воронежском государственном университете по адресу: 394006 Воронеж, Университетская пл., 1, ВГУ, химический факультет, ауд. 439.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного университета

Автореферат разослан "10" сентября 2012 г. Ученый секретарь диссертационного совета

М. Ю. Крысин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Одной из современных задач аналитической химии является количественный экспресс-анализ содержания таких лекарственных препаратов, как новокаин и лидокаин, в водных растворах, лекарственных формах (в том числе при их совместном присутствии и при наличии в этих растворах неорганических компонентов) и в сточных водах медицинских учреждений. Эти местные анестетики имеют низкий предел допустимых концентраций в стоках, поскольку обладают наркотическим действием. Основными достоинствами потенциометрического анализа являются экспрессность, простота аппаратного оформления, а также возможность автоматизации и дистанцирования от объекта анализа. Эти преимущества в полной мере реализованы при создании потенциометрических мультисенсорных систем на основе перекрестной чувствительности ионоселективных электродов (ИСЭ)1. Обосновано и практически реализовано использование в мультисенсорных системах наряду с ИСЭ потенциометрических сенсоров на основе ионообменников, аналитическим сигналом которых является не мембранный потенциал, а потенциал Доннана (ПД-сенсоры)2. При разработке ПД-сенсоров (и мультисенсорных систем на их основе) для количественного определения новокаина и лидокаина необходимо исследование ионно-молекулярного состава растворов и ионообменных мембран, используемых для организации сенсоров. Поскольку уровень и чувствительность аналитического сигнала потенциометрического сенсора определяется химическими реакциями на межфазной границе мембрана/раствор, возникает также необходимость изучения физико-химических свойств анализируемых водных растворов с учётом протолитических взаимодействий определяемых ионов с водой. При этом наряду с растворами гидрохлоридов новокаина и лидокаина целесообразно исследовать также растворы амфолитов, в частности глицина, изменяющего свою ионную форму в зависимости от рН раствора.

Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований (грант 09-03-97505 рцентра, 12-08-00743-а), грантом городского округа г.Воронежа для финансирования молодежных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ и программой «У.М.Н.И.К.» Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (проект 8965р/14052 от 31.03.2010).

Целью работы явилось установление влияния ионно-молекулярного состава мембран МФ-4СК и МА-41И на чувствительность ПД-сенсоров в растворах гидрохлоридов новокаина и лидокаина, глицина, и разработка способов количественного определения компонентов водных растворов с использованием ПД-сенсоров.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи.

1. Исследовать электрохимическое поведшие водных растворов гидрохлоридов новокаина и лидокаина, глицина.

2. Изучить влияние ионно-молекулярного состава мембран МФ-4СК и МА-41И на средние величины откликов и коэффициенты чувствительности ПД-сенсоров к

1 Власов Ю.Г., Лсгин A.B., Рудницкая А.М. // Успехи химии. 2006. Т. 75. № 2. С. 141 -150.

2 Бобрсшова О.В., Паршина A.B., Рыжкова Е.А. // Журнал аналитической химии. 2010. Т. 65. №8. С. 885-891.

неорганическим ионам и различным ионным формам новокаина гидрохлорида и лидокаина гидрохлорида, глицина.

3. Исследовать возможность использования ПД-сенсоров в качестве перекрестно чувствительных в многокомпонентных водных растворах, содержащих гидрохлориды новокаина и лидокаина, хлориды калия и натрия.

4. Разработать потенциометрические мультисенсорные системы с перекрестно чувствительными ПД-сенсорами на основе мембран МФ-4СК и МА-41И для количественного определения новокаина гидрохлорида и лидокаина гидрохлорида, глицина в полиионных водных растворах.

5. Оценить возможность количественного определения новокаина гидрохлорида в моче с помощью потенциометрических ПД-сенсоров.

Научная новизна. Впервые получены данные о ионно-молекулярном составе и электрохимических свойствах водных растворов новокаина гидрохлорида и лидокаина гидрохлорида. Выявлено, что различное влиянием цвитгер-ионов глицина в присутствии ионов гидроксония и гидроксила на структуру воды определяет электрохимическое поведение данных растворов. Проанализированы механизмы прототропного переноса электричества в исследуемых растворах.

Наличие в структуре новокаина и лидокаина гидрофильных функциональных групп (-N112, -М(Я)2) и реализация прототропного механизма переноса электричества в данных растворах обусловливает возможность протекания протолитических реакций на межфазной границе мембрана МФ-4СК/раствор органического электролита. Это приводит к гидрофобизации поверхности мембран и снижению концентрации свободных сульфо-групп за счет блокировки каналов при образовании ионных ассоциатов между сульфогруппами и двухзарядными катионами новокаина и лидокаина.

Доказано, что увеличение средних величин откликов и коэффициентов чувствительности ПД-сенсоров на основе мембран МФ-4СК в К+-форме к ионам К+, ЫоуН+ и ШНГ при изменении ионно-молекулярного состава мембран за счет варьирования влагоемкости и обменной емкости обусловлено увеличением количества диссоциированных сульфогрупп, участвующих в потенциал определяющих ионообменных реакциях.

Выявлено, что перевод мембран МФ-4СК в I Г/НэЫ нС6Н4С0011-форму позволяет снизить коэффициенты чувствительности и повысить коэффициенты селективности ПД-сенсоров к катионам щелочных металлов за счет появления новых сорбционных центров (слабые кислотные СООН-группы п-аминобензойной кислоты).

Исследование растворов с эквимолярным соотношением глицина и гидрокси-да натрия (рН=(9,56-11,48)±0,03) показало, что изменение ионно-молекулярного состава анионообменных мембран МА-41И путем варьирования их ионной формы позволяет значимо повысить средние величины отклика и коэффициенты чувствительности ПД-сенсора на основе мембран МА-41И в СП-форме в растворах ЫаОН-К31у по сравнению с характеристиками ПД-сенсора на основе мембран МА-41И в ОН~-форме.

Практическая значимость работы. Разработаны потенциометрические мультисенсорные системы, включающие ПД-сенсоры, стеклянный электрод и хло-

ридсеребряный электрод сравнения, для количественного определения новокаина и лидокаина в водных растворах. Проведено сравнение результатов определения новокаина, лидокаина в модельных водных растворах и лекарственных формах с помощью потенциометрических мультисенсорных систем и стандартных титримет-рических методик. Показано, что использование разработанных мультисенсорных систем позволяет снизить ошибку определения новокаина, лидокаина в модельных водных растворах и лекарственных формах по сравнению с результатами титри-метрии.

Разработаны потенциометрические мультисенсорные системы, включающие перекрестно чувствительные ПД-сенсоры, ИСЭ и алгоритмы обработки многомерных данных, для количественного определения новокаина гидрохлорида, лидокаина гидрохлорида и хлоридов щелочных металлов в многокомпонентных растворах. Новизна мультисенсорных систем подтверждена патентом РФ. Разработанная по-тенциометрическая мультисенсорная система использована для прямого потенцио-метрического определения концентрации новокаина гидрохлорида в образцах сточных вод стоматологического кабинета (г. Воронеж). Показано, что непрерывный слив в открытую канализационную сеть местных анестетиков приводит к значительному превышению ПДК (2-Ю5 М) для данных препаратов. Результаты исследований апробированы в лаборатории экспертно-криминалистической службы Управления ФСКН по Воронежской области прилагаются (акты № 2-561, 2-562 от 03.12.2010).

Положения, выносимые на защиту.

1. Протолитические реакции на межфазных границах мембран МФ-4СК с водными растворами гидрохлоридов новокаина и лидокаина, глицина протекают в результате прототропного переноса ионов в данных растворах.

2. Направленное изменение иопно-молекулярного состава мембран МФ-4СК в результате их предварительной обработки спиртами и гликолями и перевода в соответствующую ионную форму позволяет увеличивать чувствительность ПД-сенсоров к ионам новокаина, лидокаина.

3. Потенциометрические мультисенсорные системы с перекрестно чувствительными ПД-сенсорами дают возможность количественного определения гидрохлоридов новокаина и лидокаина в водных растворах при различных рН и в присутствии неорганических компонентов.

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 8 статей в научных изданиях, входящих в перечень ВАК РФ, 4 тезисов и материалов конференций, 1 патент РФ.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены на следующих конференциях: Всероссийская конференция «ЭМА-2008» (Абза-ково, 2008 г.); Второй международный форум «Аналитика и аналитики» (Воронеж, 2008 г.); VII Всероссийская конференция-школа «Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении (индустрия наносистем и материалы)» (Воронеж, 2009 г.); Съезд аналитиков России «Аналитическая химия -новые методы и возможности» (Клязьма, 2010 г.); Всероссийская конференция «Мембраны» (Москва, 2007, 2010 г.); Конференция-школа «Иониты» (Воронеж, 2007, 2009, 2011 г.); Всероссийская конференция «Физико-химические процессы в

конденсированном состоянии и на межфазных границах» ФАГРАН (Воронеж, 2008, 2010 г.); International conference «ionic transport in organic and inorganic membranes» (Краснодар, 2007-2011 г.); научные сессии ВГУ (2005-2012 г.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка цитируемой литературы (147 источника), приложения. Работа изложена на 129 страницах, содержит 11 рисунков, 16 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе обобщены и проанализированы современные представления об основных аналитических характеристиках потснциометрических сенсоров и способах их определения. Уделено внимание рассмотрению влияния потенциал определяющих реакций и химического состава электродоактивных ионообменных материалов на аналитические характеристики потенциометрических сенсоров.

Во второй главе представлены физико-химические характеристики исследуемых органических веществ (новокаина гидрохлорида NovHCl, лидокаина гидрохлорида LidHCl, глицина Gly), а также методики получения и подготовки к работе используемых перфторуглеродистых (мембраны МФ-4СК, трубки) и углеводородных (МА^ИИ) ионообменных мембран. Впервые исследованы ионно-молекулярный состав и электрохимические свойства водных растворов NovHCl и LidHCl. Ионный состав растворов NovHCl и LidHCl при рН (3,87-4,94)±0,03 и (5,18-5,82)±0,03 представлен преимущественно катионами NovH+ и LidH и анионами СГ . Показано, что водные растворы NovHCl и LidHCl являются сильными электролитами. Рассчитаны значения подвижностей катионов NovH+ и LidH* (38±3 и 42±4 См м2/моль соответственно). Проанализированы механизмы прототропного переноса электричества в датшх растворах. Показано, что перенос протона по амидной аминогруппе в молекуле лидокаина маловероятен в связи со стерическими затруднениями: доступ к аминогруппе ограничен гидрофобными метальными группами в орто-положении бензольного кольца. Приведены результаты потенциометрическо-го, кондуктометрического и вискозиметрического исследования ион-ионных и ион-дипольных взаимодействий в кислых и щелочных водных растворах глицина. Показано, что протекание протолитических реакций перезарядки цвиттер-ионов глицина приводит к формированию сетки водородных связей между катионами глицина и диполями воды и обусловливает различные механизмы электропроводности и вязкости кислых и щелочных растворов глицина.

Исходные образцы мембран МФ-4СК с различной полной обменной емкостью (ПОЕ) были получены методом полива из раствора в диметилформамиде. Затем часть образцов была модифицирована введением поливинилового спирта (ПВС) или полиэтиленгликоля (ПЭГ) с последующим удалением, что позволило варьировать влагоемкость (W) полимеров. Для подготовки к работе все образцы мембран подвергали кондиционированию по «холодной» (выдерживание мембран в 1 M растворе НС1 при комнатной температуре) и «горячей» (последовательное кипячение по 3 ч в растворе Н2О2, воде, HNO3, снова в воде и последующее выдерживание мембран в 1 M растворе НС1 при комнатной температуре) методикам.

Измерения электропроводности растворов (четырехэлектродная кондуктомет-рическая ячейка погружного типа) и образцов мембран МФ-4СК (контактный ме-

тод полосы с подвижным электродом) проводили при термостатировании (25,0±0,5 °С) с помощью кондуктометра ЭКСПЕРТ-002-2-6-П (относительная погрешность прибора для измерения удельной электропроводности равна 2,5%). Определение кинематической вязкости сводилось к измерению времени истечения исследуемого раствора из стеклянного капиллярного вискозиметра типа ВПЖ-2 с диаметром капилляра 0,56 мм при термостатировании (25,0±0,5 °С) не менее трех раз (относительная погрешность измерения вязкости составляет 0,5-1%). Исследование процессов тепловой адсорбции-десорбции в мембранах МФ^СК проводили с помощью прибора Сорби-М8 N 4.1 (относительная погрешность измерения удельной поверхности не превышает 6%). Все потенциометрические измерения выполняли с использованием жидкостных анализаторов Эксперт-001-3 (0.1) (относительная погрешность прибора для измерения рН и ЭДС соответственно 2,5% и 1,5%). В работе использовали К-СЭ ЭЛИС-121К на основе поливинилхлоридных мембран, стеклянный Ыа-СЭ ЭЛИС-112Ыа, стеклянные электроды ЭЛСМЗ-07 и хлоридсеребря-ные электроды сравнения ЭВС-1МЗ. 1.

Массивы мультисенсорных систем включают ПД-сенсоры (Л;), ион-селективные электроды (ВО, стеклянный электрод и хлоридсеребряный электрод сравнения (С). Значения откликов сенсоров измеряли относительно высокоомного вольтметра (V) через 5-7 минут. Электрохимическая цепь для определения отклика ПД-сенсора имеет вид:

сравн. | ИОМ | исслед. р-р | нас. КС1, А§С1 | А§ (С). (1)

дфо(а/с)

где 8'ЛеС1- стандартные потенциалы внутреннего электрода сравнения ПД-сенсора (А) и внешнего электрода сравнения (С); Лфиом ~~ разность потенциалов на границе внутренний раствор сравнения ПД-сенсора (А)/ионообменная мембрана; дФш1г_дИффузИШШЬщ потенциал в фазе ионообмешшка;Дф"™р- потенциал Дон-

нана на границе ионообменная мембрана/исследуемый раствор;Л<Рж[с КС1- разность потенциалов на границе исследуемый раствор/насыщенный раствор КС1 внешнего

Рисунок 1. Схема электрохимической ячейки для анализа многокомпонентных водных растворов органических и неорганических электролитов: А; - ПД-сенсоры: 1,2- пластиковые корпусы; 3,6- резиновые пробки; 4 - внутренний электрод сравнения; 5 - ионообменная мембрана; Е^ — ионосслсктивные электроды; С - хлорвдссрсбряный электрод сравнения; V -высокоомный вольтметр

электрода сравнения (С).

-(V/-

п 1и I

а,-..В. В,..рН-сэ с V V V У V

Представлены алгоритмы используемых методов планирования и обработки многомерных данных и условия их применения для формирования и анализа откликов мультисенсорных систем. Для расчета концентраций компонентов в исследуемых многокомпонентных растворах исследовали градуировочные уравнения без учета и с учетом взаимовлияния компонентов на аналитический сигнал сенсоров. Использование градуировочных уравнений массивов сенсоров с учетом взаимовлияния определяемых компонентов позволяет снизить ошибки ПД-сенсоров и Иа-СЭ в 2,0-2,3 и 2,3-3,3 раза соответственно, а ошибка К-СЭ не изменяется.

Глава 3 посвящена исследованию влияния ионно-молекулярного состава ионообменных мембран на величины откликов и коэффициенты чувствительности ПД-сенсоров в растворах новокаина гидрохлорида и лидокаина гидрохлорида, глицина. Особенности формирования потенциала Доннана в растворах 1ЧоуНС1 и 1лс1НС1, 01у обусловлены, с одной стороны, структурой ионов органических электролитов, характеризующихся большим размером и дискретным распределением заряда по сравнению с неорганическими ионами. Кроме того, ионно-молекулярный состав водных растворов ЫоуНС1 и 1лсШС1, 01у сложный и представлен одновременно несколькими ионными формами ЫоуНС1 и ШНС1, 01у. Наличие в структуре ЫоуНС1, ШНС1, С1у, гидрофильных функциональных групп обусловливает возможность протекания протолитических реакций на межфазной границе ионооб-мепник/раствор органического электролита. С другой стороны, изменение ионно-молекулярного состава мембран МФ^СК за счет увеличения обводненности пор и каналов при возрастании влагоемкости полимеров может привести к снижению энергии активации межфазного перевода ионов органических веществ за счет облегчения процессов переориентации крупных органических ионов и реорганизации их гидратной оболочки. Следует отметить, что степень гидратации органических ионов, содержащих группы (-N112, -N(11)2, -СООН) и способных образовывать межмолекулярные водородные связи, зависит от их состояния в фазе раствора. Кроме того, изменение ионно-молекулярного состава мембран МА^ПИ путем варьирования их ионной формы может позволить повысить коэффициенты чувствительность ПД-сенсоров к анионам глицина за счет снижения чувствительности сенсоров к ионам гидроксила.

В растворах ЫоуНС1 и ШНС1 для ПД-сенсоров на основе мембран МФ^СК в зависимости от их ионно-молекулярного состава потенциал определяющими реакциями могут быть ионообменные и протолитические равновесия на межфазной границе мембрана МФ-4СК/исследуемый раствор (рис. 2).

рашвор сравнения

ионообменная мембрана

послед, раствор

к*

4-1-

ыембраиаМФ-4СК в Кч-форме

Чк.

н.о+

мембрана МФ-4СК ь Н*-форме

-н-

к*

мембрана МФ-4 (Ж '\\'НАа,СТХ)-Н*-фо|ше

К* к* xii*

н,о'

xi г1

XII* 11,0 XII*:

хн'

•н -

хн1

Рисунок. 2. Ионные равновесия на границе мембран в К+- (а), Н+- (б) и в Н+/Н3М+СйН4СООН (в) формах с исследуемым раствором и раствором сравнения в ПД-сенсоре: ХН+ - однозарядные катионы новокаина, лидокаина; ХНг2+ - двухзарядные катионы новокаина, лидокаина.

(а)

(б) (в)

Ионообменные потенциал определяющие реакции (рис. 2, а) обеспечивают соизмеримо высокую чувствительность ПД-сенсоров на основе мембран МФ-4СК в К+-форме к катионам К+,МоуН+ и ШН+.

Увеличение средних величин откликов (рис. 3, а) и коэффициентов чувствительности (рис. 3, б) ПД-сенсоров на основе мембран МФ-4СК в К+-форме к катионам ЫоуН+ и ШН+ при увеличении XV и ПОЕ мембран обусловлено возрастанием обводненности пор и каналов мембран, увеличением количества сульфогрупп, участвующих в потенциал определяющих реакциях ионного обмена. *ШН- КоуН"

I—I1-

-Дф0: м8

120

100

60 50 40 30 20 10 0

мв/рС

~Г......'

\л/, %

ПОЕ=1.С2 ымопь/г ПОЕ=1.12 ммопь/г

(а)

Рисунок. 3. Средние значения откликов (а) и коэффициенты чувствительности градуировочных характеристик (б) ПД-сенсоров на основе мембран МФ-4СК в К+-формс в индивидуальных растворах ЫоуНС!, ШНС1.

ПОЕ=1.02 ммопь/г Г10Е=1;12 ммопыг (б)

Средние величины откликов и коэффициенты чувствительности ПД-сенсоров к ЫоуН+ и ШН1" не зависят от \У, но возрастают в 1,1 раза и 1,4 и 1,2 раза соответственно с увеличением ПОЕ мембран в Н+-форме. Конкурентное протекание ионообменных и протолитических реакций (рис. 2, б), а также гидрофобизации поверхности мембран МФ-4СК за счет образования ионных ассоциатов между сульфо-группами и крупными органическими катионами МоуН22+, 1л<1Н22+ приводит к снижению коэффициентов чувствительности сенсоров на основе мембран в Н -форме к ЫоуН+ и ШН+ по сравнению с их коэффициентами чувствительности к Н30+. Предположение о гидрофобизации поверхности мембран МФ-4СК подтверждено независимыми методами порометрии и кондуктометрии. Так, при переводе мембран МФ-4СК из Н+- в смешанную Н7МоуН+/МоуН22+-форму наблюдается уменьшение в 3,2 раза полной удельной поверхности ( 8уд=16±3 и 5±3 м2/г соответственно для образцов № 2 и 7 соответственно) и уменьшение в 3-4 раза удельной электропроводности. Кроме того, из литературных данных известно, что крупные орга-

нические катионы, адсорбируясь на границе между кристаллитами и водно-кластерными участками мембран МФ-4СК, вытесняют прослойки промежуточной воды. Это приводит к уменьшению влагоемкости образцов мембран в Н+/ЫоуН+/НоуН22+-форме в 2,3 раза по сравнению с исходными образцами в Н+-форме.

Следует отметить, что для всех исследуемых образцов мембран МФ-4СК в К+-и 1Г-форме характерно увеличение коэффициентов чувствительности ПД-сенсоров к ЫоуНО по сравнению с коэффициентами чувствительности ПД-сенсоров к 1лс1НС1. Предполагаем, что это обусловлено различной гидратацией катионов ЫоуН+ и 1лс1Н+: за счет наличия в структуре молекулы новокаина двух пространственно доступных функциональных аминогупп, способных образовывать водородные связи с диполями воды, его степень гидратации больше по сравнению со степенью гидратации катионов 1лс1Н+.

Потенциал определяющими реакциями для ПД-сенсоров в водных растворах глицина являются протолитические и ионообменные равновесия на межфазной границе мембрана МФ-4СК/исследуемый раствор и мембрана МА-41 И/исследуемый раствор. Направленное изменение ионно-молекулярного состава мембран МФ-4СК путем их обработки этиленгликолем и переводом в Н+Лл1у+-форму не приводит к значимому изменению средних величин отклика и коэффициентов чувствительности ПД-сенсоров на их основе в индивидуальных (рН=(4,99-6,50)±0,04) и солянокислых (рН=(1,23-4,01)±0,04) растворах глицина.

Отмечено, что градуировочная характеристика ПД-сенсора на основе анионо-обменных мембран МА-41И в ОЬГ-форме в растворах №ОН+С1у теряет линейность при концентрациях аминокислоты, превышающих концентрацию щелочи (Скаон<1,0-10^2 М). Это обусловлено, во-первых, ростом концентрации ионов гид-роксила в фазе мембраны вследствие протекания протолитической реакции. Во-вторых, упорядочением структуры раствора, обусловленного возникновением водородных связей между молекулами воды, цвиттер-ионами и анионами глицина.

Исследование растворов с эквимолярным соотношением глицина и гидрокси-да натрия (рН=(9,56-11,48)±0,03) показало, что изменение ионно-молекулярного состава анионообменных мембран МА-41И путем варьирования ионной формы позволяет значимо повысить средние величины отклика и коэффициент чувствительности ПД-сенсора на основе мембран МА-41И в СГ-форме в растворах ЫаОН+Иу по сравнению с характеристиками ПД-сенсора на основе мембран МА^НИ в СНГ-форме.

Влияние ионно-молекулярного состава мембран МФ-4СК па перекрестную чувствительность ПД-сенсоров для определения лекарственных веществ и неорганических солей в водных растворах. Для оценки перекрестной чувствительности сенсоров использовали критерии1:

где Б (мВ/рС) — средний наклон (фактор чувствительности); К - фактор стабильности; Б - фактор неселективности; 81 (мВ/рС) — угловой коэффициент градуировоч-ной функции сенсора в индивидуальном растворе ¿-того компонента; Б! - дисперсия углового коэффициента градуировочной функции сенсора в индивидуальном

растворе ¡-того компонента; Б - дисперсия среднего наклона. Чувствительность ПД-сенсора на основе мембран МФ-4СК в К+-форме к триадам ионов ЫоуН+, К+, и LidH+, К+, Ыа+ обеспечивает высокие значения фактора чувствительности ¿>25 мВ/рС, фактора стабильности К>2 и фактора неселективности /'>0,5, что свидетельствует о перекрестной чувствительности ПД-сенсора. Это дает основания ожидать соизмеримые вклады ионов ИоуН+, К+, Ыа+ и ШН+, К*, Ыа+ в формирование отклика ПД-сенсора в многокомпонентных растворах ЫоуНС1+КС1+ЫаС1 и LidHCl+KCl+NaCl. ИСЭ не являются высокоселективными в исследуемых растворах, однако, их преимущественная чувствительность к соответствующим неорганическим ионам обусловливает низкие факторы неселективности. Следует отметить, что низкие факторы неселективноста ИСЭ могут приводить к незначимым угловым коэффициентам в многомерных градуировочных уравнениях. Однако при наличии в массиве перекрестно чувствительного ПД-сенсора главным требованием при выборе ИСЭ становится стабильность отклика (Я>2) в соответствующих растворах.

Глава 4. Разработаны мулыписенсорные системы для определения гидрохлоридов новокаина и лидокаина в водных растворах и лекарственных формах, электрохимические ячейки которых включают ПД-сенсоры на основе мембран МФ-4СК в К+-форме, стеклянные электроды и хлоридсеребряные электроды сравнения. Коэффициенты селективности Кхн^/ ^ ПД-сенсоров в растворах МоуНС1,

ШНС1, рассчитанные с помощью метода соответственных потенциалов, изменяются в интервале 0,2-0,6 и 0,4-1,0 соответственно. Поэтому получены градуировоч-ные уравнения ПД-сенсоров (3), учитывающие взаимовлияние ионов ЫоуН*, ШН+ и Н30+на отклик сенсоров.

А^п^Ь„+Ь,рС+Ь2-рН (3)

где А(ро - аналитический сигнал ПД-сенсора (мВ); С - концентрация ионных форм глицина (М); Ь0 - свободный член градуировочного уравнения (мВ); Ь, -коэффициент (мВ/рС), характеризующий чувствительность определения ионов ЫоуН+ и ШН+ с помощью данного градуировочного уравнения; Ь2 — коэффициент (мВ/рС), характеризующий чувствительность определения ионов НэО+ с помощью данного градуировочного уравнения. Основные метрологические характеристики ПД-сенсоров на основе мембран МФ-4СК для определения №уНС1, ШНС1 представлены в табл. 1.

Таблица 1. Основные характеристики ПД-сенсора для определения NovHCl, LidHCI в водных растворах

Характеристика NovHCl LidHCI

btfiAbo(р=0,95; М2)> МВ -23±1 -5±2

bliAb/fp^nf5;М2). мВ/рС -62+3

bl±Ab2(r~0,tS;M2). MB/pH 19±3 3±1

С м 610^

s, (погрешность измерения отклика сенсора), мВ ±3 ±2

Рабочий диапазон рН±0,03 3,87-4,94 5,18-5,82

Рабочий диапазон концентраций, М ЬОЮ^ЗЮ2 1,010 "-3,710 1

Относительная погрешность определения лекарственных веществ, % <7

Мультисенсорпые системы апробированы при определении новокаина и ли-докаина в лекарственных формах для инъекций с различной концентрацией действующего вещества. Сравнение метрологических характеристик определения новокаина, лидокаина в водных растворах с использованием разработанных мультисен-сорных систем и стандартных методик выявило преимущества мультисенсорных систем за счет малого времени анализа и меньшей ошибки определения в области концентраций менее 1,0-1 (Г3 М.

Разработаны мультисенсорпые системы для определения глицина в кислых и щелочных растворах, электрохимические ячейки которых включают ПД-сенсоры на основе образцов мембран МЗМСК в Н+/01у+-форме (рН (1,23-6,50)±0,04) и мембран МА-41И в СГ-форме ((9,56-11,48)±0,04), стеклянные электроды и хлоридсеребряные электроды сравнения. Для описания отклика ПД-сенсоров в водных растворах глицина со сложным ионно-молекулярным составом, представленным ионами Gly\ Gly\ Gly , Н30+ и ОН" с взаимозависимыми концентрациями, использовали градуировочные уравнения (9), являющиеся адекватными на уровне значимости 0,05. Относительная погрешность определения ионных форм глицина составила не более 9 %.

Разработаны мультисенсорпые системы для анализа растворов гидрохлоридов новокаина и лидокаина, содержащих хлориды калия и натрия3, включающие ПД-сенсоры на основе образцов мембран МФ-4СК в К+-форме, К-СЭ, Na-СЭ, хлоридсеребряные электроды сравнения и алгоритмы обработки многомерных данных от массива сенсоров. Градуировочные уравнения массивов сенсоров для расчета концентраций компонентов в растворах NovHCl+KCl+'NaCl (4) и LidHCl +KCl+NaCl (5) являются адекватными на уровне значимости 0,05: Í Е| .д-^кч, = -122 +14 • pNovH +16 • рК + 21 • pNa - 5 • pNovH • рК - 5 • pNo vil ■ pNa - 5 ■ pK. - pNa,

|Ек-сэ=359-41.рК, (4)

[en>,., = -90 + 15 ■ pNovH +14 ■ pK + 30 • pNa - 9 ■ pNovH • pNa - 9 • pK • pNa. ГE.vbcccop = -13 5 +19 • pLidH + 22 ■ pK + 26 • pNa - 5 • pLidH ■ pK - 6 • pLidH • pNa - 7 ■ pK ■ pNa, |Ek„=391-48-PK, (5)

(En„-ct =-28 — 5 • pLidH + 23 • pK -13- pK • pNa.

В табл. 2 представлены фактические и определенные с помощью систем уравнений (4), (5) значения концентраций ионов NovH', LidH+, К+ и Na+ для некоторых исследуемых растворов. Число определений составляло 5-7. Статистическую обработку экспериментальных данных проводили при доверительной вероятности 0,95. Относительная погрешность определения не превышала 10%.

Разработанная мультисенсорная система использована для определения концентрации новокаина гидрохлорида в образцах сточных вод стоматологического кабинета. Разница концентраций новокаина в сточных водах до и после приема одного пациента, определенная с помощью системы градуировочных уравнений, составила (0,44±0,01)10~5 М. Контролируемые значения концентраций ионов Na+ и К составили 1,010-2 и 1,0-10"4 М соответственно. Очевидно, что несанкциониро-

3 Результаты приняты и опубликованы в [Бобрешова О.В., Палумссшая КА, Паршина A.B., Яикина К.Ю.,

Попов В.И. //Журнал аналитической химии. 2012. Т. 67. № 12. С. 1072-1078.].

ванный выброс в открытую канализационную сеть местных анестетиков приведет к превышению токсической дозы (2-1 (Г5 М) для данных препаратов.

Таблица 2. Фактические и определенные значения концентраций компонентов для некоторых _исследуемых растворов Ь.'оу1 1С1+КСН К'аС! и 1лс1С1+КС1+КаС1_

Исследуемый раствор Введено, М Найдено, М 5г

ХН* к Ка+ ХН" Ыа+

№У!Г (X) К+ Ка+ СГ 1,0* 10* 1,0'10 4 1,0-10* (1,010,03)'104 (1,010,10)'104 (1,ашдо)-ш* 0,03

1,0-10 4 1,0'103 1,0-кг2 ОДНО,02)-10* (1,0±0,11)'Ш3 (1,1=Щ,10)'Ш2

1,0' 10° 1,0-кг2 1,0-Ю3 (1ДЖ),01)'Ю3 (1,ш,01)'102 (1,0 ±0,02)' 103

ЬШ"(Х) к+ СГ 1,0-Ю3 1,0-103 1,0- юг2 (1,0040,01)'105 (1,1±0,10)'Ю3 (1,040,10)-10 2

1,0 '10Г2 1,0'ю2 1,0-104 (0,9ьЮД0)>102 (1,0±0,12)'Ю2 (1,010,10) -10*

1,0-10-2 1,0-кг* 1,0-103 (1,00±0,03)'Ю2 (1,ООН),15)-10"4 (1,00±0,14) • 10"3

Разработана мулыписенсорная система для анализа растворов, содержащих гидрохлориды новокаина и лидокаина, включающая два ПД-сенсора на основе образцов мембран МФ-4СК в К+- (АО и Н+- (А2) формах, хлоридсеребряный электрод сравнения и алгоритм обработки многомерных данных от массива сенсоров. Градуировочные характеристики (6) для расчета концентраций компонентов в растворах МоуНС1+1лс1НС1 являются адекватными на уровне значимости 0,05: ЕД1 = 11-28рМоуН-16рШН,

ЕЛг = -54-25рХоуН-14рШН. ®

Относительная погрешность определения конце1праций новокаина гндрохло-рида и лидокаина гидрохлорида в исследуемых растворах в области концентраций 1,010~*-\,010"2 М не превышала 10%.

Разработана электрохимическая ячейка для определения новокаина гидрохлорида в моче, включающая ПД-сенсоры на основе мембран МФ-4СК в К+-форме и хлоридсеребряный электрод сравнения (получено положительное решение о выдаче патента РФ, заявка № 2011117739). Градуировочная характеристика ГЩ-сенсора, полученная в водных растворах мочи (2-8% об. дол.), с достоверностью аппроксимации 0,99 является линейной в диапазоне концентраций новокаина и характеризуется коэффициентом чувствительности 21 мВ/рЫоуН. Для создания ПД-сенсоров с высокой чувствительностью и преимущественной селективностью к катионам ТЯоуН+ нами были получены образцы мембран МФ-4СК в П'/1131^ГС6! Г4СООН-форме. Коэффициенты чувствительности ПД-сенсоров на основе образцов мембран МФ-4СК в Н7Н3М1С611,СОО! {-форме к катионам На', К+ (23±1, 21±1 и 23±1, 21±2 мВ/рС соответственно) снижаются в 1,82,5 раза по сравнению с чувствительностью ПД-сенсоров на основе образцов мембран в К+-форме (41±1, 48±3 и 40±1, 52±4 мВ/рС). При этом коэффициенты чувствительности ПД-сенсоров к катионам №>уН + остаются высокими (30-35)±2 мВ/рС. Снижение чувствительности ПД-сенсоров на основе образцов мембран в ЬГ/НзЬГСбНдСООН-форме к катионам щелочных металлов может быть обусловлено изменением природы сорбционных центров: в результате протекания протоли-тической реакции происходит частичная блокировка сильных кислотных ЗОзН+-групп слабыми кислотными СООН-труппами п-аминобензойной кислоты. Исполь-

зование образцов мембран МФ-4СК в Н+/Н3М+С6Н4СООН-форме в качестве элек-тродоактивного материала позволяет повысить селективность ПД-сенсоров к катионам ЫоуН+ в присутствии ионов НэО+.

ВЫВОДЫ

1. Исследован ионно-молекулярный состав водных растворов гидрохлоридов новокаина и лидокаина. Показано, что исследуемые водные растворы являются сильными электролитами. Рассчитаны значения подвижностей катионов Ыоу! Г и ШН+ (38±3 и 42±4 См м2/моль соответственно). Проанализированы механизмы прото-тропного переноса электричества в данных растворах. Показано, что перенос протона по аминогруппе пептидной группировки в молекуле лидокаина маловероятен в связи со стерическими затруднениями. Приведены результаты потенциометриче-ского, кондуктометрического и вискозиметрического исследования ион-ионных и ион-дипольных взаимодействий в кислых и щелочных водных растворах глицина. Показано, что протекание протолитических реакций перезарядки цвиттер-ионов глицина приводит к формированию сетки водородных связей между катионами глицина и диполями воды и обусловливает различные механизмы электропроводности и вязкости кислых и щелочных растворов глицина.

2. Увеличение коэффициентов чувствительности ПД-сенсоров на основе мембран МФ-4СК в К -форме к катионам новокаина и лидокаина при изменении ионно-молекулярного состава мембран в процессе их модификации полярными органическими растворителями (ЭГ, ПЭГ, ПВС) обусловлено возрастанием обводненности пор и каналов мембран и увеличением концентрации диссоциированных 803Х+-групп, участвующих в потенциал определяющих ионообменных реакциях. Наличие в структуре новокаина и лидокаина гидрофильных функциональных групп и реализация прототропного механизма переноса электричества в данных растворах обусловливает возможность протекания протолитических реакций на межфазной границе мембрана МФ-4СК/раствор органического электролита, что приводит к снижению коэффициентов чувствительности при значимом увеличении коэффициентов селективности ПД-сенсоров на основе мембран МФ-4СК в !Г/МоуН+/ЫоуН22+-форме за счет гидрофобизации поверхности мембран и блокировки пор и каналов мембран. Показано, что ПД-сенсоры на основе мембран МФ-4СК в Н+- и К+-форме являются перекрестно чувствительными в полиионных растворах ЫоуНС1+КС1+ЫаС1, ШНС1+КС1+№С1, при этом ПД-сенсоры на основе мембран в различной ионной форме можно использовать для совместного определения компонентов в растворах №>уНС1+Ус1НС1.

3. Разработаны мультисенсорные системы для количественного определения ЫоуНС1, ШНС1 в водных растворах и лекарственных формах, электрохимические ячейки которых включают ПД-сенсоры на основе мембран МФ^СК в К+-форме, стеклянные электроды и хлоридсеребряные электроды сравнения. Проведенное сравнение результатов определения ЫоуНСЛ, ШНС1 с помощью потенциометриче-ских ПД-сенсоров и стандартных титриметр1гческих методик позволило выявить преимущества разработанных мультисенсорных систем за счет малого времени анализа и меньшей ошибки определения в области концентраций менее 1,0-10"3 М. Разработаны потенциометрические мультисенсорные системы, включающие пере-

крестно чувствительные ПД-сенсоры, ИСЭ и алгоритмы обработки многомерных данных, для многокомпонентного количественного анализа водных растворов а) NovHCl+KCl+NaCl; б) LidHCl+KCl+NaCl; в) NovHCl+LidllCl. Разработанная муль-тисенсорная система (а) использована для контроля новокаина в стоках стоматологического кабинета. Разница концентраций NovHCl в стоке до и после приема одного пациента составила (0,44±0,01)-105 М.

4. Проведено определение NovHCl в моче с использованием ПД-сенсора на основе мембран МФ-4СК в К+-форме. Относительная погрешность определения NovHCl в моче не превышала 7%. Использование мембран МФ-4СК в НТНэ^Се^СООН-форме в качестве электродоактивного материала сенсоров позволяет повысить селективность ПД-сенсоров к катионам NovH+ по сравнению с ионами НзО+, К+ и Na+. Это обусловлено изменением природы сорбционных центров в мембранах МФ-4СК при их переводе в форму п-аминобегаойной кислоты: в результате протекания протолитической реакции на поверхности мембран появляются слабые кислотные СООН-группы вместо сильных кислотных S03H4-rpynn.

5. Разработаны мультисенсорные системы для определения глицина в водных растворах в диапазоне pH (1,23-13,00)±0,04, электрохимические ячейки которых включают ПД-сенсоры на основе мембран МФ-4СК в Н701у+-форме (pH (1,23-6,50)±0,04) и мембран МА-41И в СГ-форме ((9,56-11,48)±0,04), стеклянные электроды и хлоридсеребряные электроды сравнения. Относительная погрешность определения ионных форм глицина составила не более 9 %.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах.

1. Бобрешова О.В. ПД-сенсор для определения новокаина, лидокаина в водных растворах и лекарственных формах / О.В. Бобрешова, К.А. Полуместная, A.B. Паршина, К.Ю. Янкина, С.В. Тимофеев // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 2012. - Т. 78, № 4. - С. 22-25.

2. Bobreshova O.V. A new type of Potentiometrie sensors based on perfluorinated, sulfonated cation-exchange membranes for quantitative analysis of multicomponent aqueous solutions / O.V. Bobreshova, A.V. Parshina, K.A. Polumestnaya, S.V. Timofeev // Petroleum Chemistry. - 2011. - Vol. 51, № 7. - P. 496-505.

3. Бобрешова О.В. Ион-ионные и ион-дипольные взаимодействия в кислых и щелочных растворах глицина / О.В. Бобрешова, К.А. Полуместная, A.A. Федосова // Электрохимия. - 2009. - Т. 45, № 3. - С. 367-371.

4. Полуместная К.А. Физико-химические свойства растворов глицина и электромембранных систем с данными растворами / К.А. Полуместная, О.В. Бобрешова, A.A. Федосова // Сорбциониые и хроматографические процессы. -2007. - Т. 7, № 6. - С. 952-957.

5. Полуместная КА. Электрохимические свойства электромембранных систем с водными растворами новокаина и лидокаина / К.А. Полуместная, A.B. Паршина, О.В. Бобрешова, К.Ю. Янкина, М.Н. Мордвинцева, В.В. Булынин // Сорбционные и хроматографические процессы. - 2008. - Т. 8, № 6. - С.931-941.

6. Полуместная К.А. Потенциометрическое детектирование глицина, основанное на равновесии сорбции его ионных форм из водных растворов / К.А. Полуместная,

cV^V

A.B. Паршина, O.B. Бобрешова, Д.А. Коробова // Сорбционные и хроматографические процессы. - 2009. - Т. 9, № 6. - С. 853-861.

7. Полуместная К.А. Количественное определение местных анестетиков при совместном присутствии с неорганическими солями с помощью потенциометрнческой мультисенсорной системы / К.А. Полуместная, A.B. Паршина, О.В. Бобрешова, К.Ю. Янкина // Сорбционные и хроматографические процессы. - 2010. - Т. 10, № 4. - С. 643-644.

8. Полуместная К. А. Совместное определение новокаина и лидокаина, основанное на их сорбции из водных растворов перфторированными сульфокатионитовыми полимерами / К.А. Полуместная, С.А. Горинова, К.Ю. Янкина, A.B. Паршина, О.В. Бобрешова//Сорбционные и хроматографические процессы.-2012 -Т 12 №2 -С. 214-222.

9. Пат. 87260 РФ. Потенциометрический измерительный комплекс для определения органических электролитов в водных растворах, содержащих хлориды калия и натрия / Бобрешова О.В., Паршина A.B., Тимофеев C.B., Полуместная К.А. // Заявитель и патентообладатель Воронеж, гос. ун-т. - № 2009115481; заявл. 23.04.09, опубл. 27.09.09; бюл. № 27,2 с.

10. Полуместная К.А. Потенциометрическая мультисенсорная система для определения лекарственных препаратов в смешанных водных растворах с неорганическими электролитами / К.А. Полумесгная, A.B. Паршина, О.В. Бобрешова, К.Ю. Янкина // Съезд аналитиков России «Аналитическая химия -новые методы и возможности», 26-30 апр. 2010 г. Клязьма. - Клязьма, 2010. - С. 228.

11. Полуместная К.А. Определение новокаина, лидокаина и неорганических солей при irx совместном присутствии в водных растворах с использованием потенциометрических мультасенсорных систем / К.А. Полуместная, A.B. Паршина, О.В. Бобрешова, К.Ю. Янкина, В.И. Попов // Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах ФАГРАН-2010 : V Всерос конф., Воронеж, 3-8 окт. 2010 г. : материалы конф. - Воронеж, 2010. - С. 67.

12. Polumestnaja К.А. Influence of modification and ionic type of perfluorinated sulphocation-exchangers on sensitivity of pd-sensors / K.A. Polumestnaja, A.V. Parshina, O.V. Bobreshova, S.V. Timofeev, K.Ju. Jankina // Ion Transport in Organic and Inorganic Membranes : Intern. Conf. : conf. proceed., 7-12 June, 2011.-Krasnodar, 2011.-P. 155156.

13. Полуместная К.А. Влияние модификации и ионной формы перфторированных сульфокатионообменников на чувствительность ПД-сенсоров / К.А. Полуместная, A.B. Паршина, О.В. Бобрешова, К.Ю. Янкина II Физико-химические основы ионообменных и хроматографических процессов (ИОНИТЫ-2011). Сборник материалов XIII Международной конференции. Воронеж, 16-22 октября 2011. -Воронеж, 2011. - С. 301-303.

Работы № 1-8 опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации содержания диссертаций

Подп. в печ. 04.09.2012. Формат 60x84 V,Ä. Усл. псч. л. 0,93. Тираж 100 эю. Заказ 846. Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии Издательеко-лолиграфического центра Воронежского государственного университета. 394000, Воронеж, ул. Пушкинская, 3 Тел. 220-41-33

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата химических наук, Полуместная, Ксения Андреевна

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Потенциометрические сенсоры

1.1.1. Основные аналитические и метрологические характеристики потенциометрических сенсоров

1.1.2. Перекрестная чувствительность потенциометрических сенсоров в мультисенсорных системах

1.2. Влияние потенциал определяющих реакций и химического состава электродоактивных ионообменных материалов на аналитические характеристики потенциометрических сенсоров

1.3. Принципы организации и функционирования ПД-сенсоров 27 ВЫВОДЫ ПО ОБЗОРУ ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Физико-химические свойства исследуемых ионообменных мембран, обоснование выбора электродоактивного материала для организации ПД-сенсоров

2.2. Физико-химические свойства исследуемых водных растворов новокаина гидрохлорида и лидокаина гидрохлорида, глицина

2.3. Подготовка ионообменных мембран и растворов к работе

2.4. ПД-сенсор, аналитическим сигналом которого является потенциал Доннана 50 2.4.1. Методики определения коэффициентов селективности и предела обнаружения ПД-сенсоров в растворах со сложным ионно-молекулярным составом

2.5. Потенциометрические мультисенсорные системы с ПД-сенсорами

2.6. Статистическая обработка экспериментальных данных и хемометрические методы многомерного анализа

Глава 3. ВЛИЯНИЕ ИОННО-МОЛЕКУЛЯРНОГО СОСТАВА ЭЛЕКТРОДОАКТИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ВЕЛИЧИНЫ ОТКЛИКОВ И КОЭФФИЦИЕНТЫ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ПД-СЕНСОРОВ В РАСТВОРАХ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ, НОВОКАИНА ГИДРОХЛОРИДА И ЛИДОКАИНА ГИДРОХЛОРИДА, ГЛИЦИНА

3.1. Влияние ионно-молекулярного состава ионообменников на величины откликов и коэффициенты чувствительности ПД-сенсоров в растворах неорганических электролитов

3.2. Влияние ионно-молекулярного состава ионообменников на величины откликов и коэффициенты чувствительности ПД-сенсоров в растворах новокаина гидрохлорида и лидокаина гидрохлорида, глицина

3.2.1. Влияние ионно-молекулярного состава мембран МФ-4СК на величины откликов и коэффициенты чувствительности ПД-сенсоров в растворах новокаина гидрохлорида и лидокаина гидрохлорида

3.2.2. Влияние ионно-молекулярного состава ионообменников на величины откликов и коэффициенты чувствительности ПД-сенсоров в растворах глицина

3.3. Влияние ионно-молекулярного состава мембран МФ-4СК на перекрестную чувствительность ПД-сенсоров для определения лекарственных веществ и неорганических солей в водных растворах

Глава 4. ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛИЦИНА, НОВОКАИНА И ЛИДОКАИНА В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ

С ПОМОЩЬЮ ПД-СЕНСОРОВ

4.1. Мультисенсорные системы для определения новокаина гидрохлорида и лидокаина гидрохлорида в водных растворах и лекарственных формах

4.2. Мультисенсорные системы для определения глицина в кислых и щелочных водных растворах

4.3. ПД-сенсоры для определения новокаина гидрохлорида в моче

4.4. Мультисенсорные системы для анализа растворов новокаина гидрохлорида и лидокаина гидрохлорида, содержащих хлориды калия и натрия

4.5. Мультисенсорная система для совместного определения новокаина гидрохлорида и лидокаина гидрохлорида в водных растворах 107 ВЫВОДЫ 111 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 114 ПРИЛОЖЕНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И АББРЕВИАТУР

Латинские символы С - молярная концентрация раствора, М СА - концентрация аналита в исследуемом растворе С,™ - предел обнаружения Ст - концентрация титранта Б - дисперсия

Б - постоянная Фарадея, 96485 Кл/моль Е, - отклик ¿-того сенсора

Ем - мембранный потенциал ионоселективного электрода К - константа диссоциации функциональных групп

Кдв - потенциометрический коэффициент селективности к определяемому иону А в присутствии мешающего иона В М - молярная масса вещества, г/моль рН - показатель кислотности среды р1 - отрицательный десятичный логарифм изоэлектрической точки амфолита рК - отрицательный десятичный логарифм константы ионизации

Я - универсальная газовая постоянная, 8,314 Дж-моль"1-К" г-электрическое сопротивление, Ом

Б - тангенс угла наклона градуировочной прямой, мВ/рС

8уд - удельная поверхность мембраны, м2/г

8 восп - дисперсия воспроизводимости

82ац - дисперсия адекватности

Т - абсолютная температура, К

V - объем, мл

Упр- объем пробы, мл

Ут- объем раствора титранта, израсходованный для достижения конечной точки титрования, мл

Ут- удельная ёмкость монослоя, см3/г г - заряд иона п — объем выборочной совокупности х - среднее значение стандартное отклонение Ах - доверительный интервал для выборки р - доверительная вероятность число степеней свободы коэффициент Стьюдента при заданной доверительной вероятности и степени свободы \¥ - влагоемкость мембран

Греческие символы а - активность ионов Аф - разность потенциалов, мВ X - удельная электропроводность раствора, Ом"1-см"1 X - молярная электропроводность раствора, Ом"1-см2-моль"1 т - время, с

- стандартный потенциал у - коэффициент активности р — плотность раствора, г/см

Верхние индексы О - стандартное состояние

Нижние индексы а — активация Б - доннановский - диффузионный

Аббревиатуры МА - местный анестетик ИСЭ - ионоселективный электрод ИОМ - ионообменная мембрана ПВС - поливиниловый спирт

ПД-сенсор - потенциометрический сенсор, аналитическим сигналом которого является потенциал Доннана

ПОЕ - полная обменная емкость мембран

ПЭГ - полиэтиленгликоль

ЭГ - этиленгликоль

ЭДС - электродвижущая сила

Введение диссертация по химии, на тему "Определение гидрохлоридов новокаина и лидокаина в водных растворах с использованием потенциометрических ПД-сенсоров"

Актуальность. Одной из современных задач аналитической химии является количественный экспресс-анализ содержания таких лекарственных препаратов, как новокаин и лидокаин, в водных растворах, лекарственных формах (в том числе при их совместном присутствии и при наличии в этих растворах неорганических компонентов) и в сточных водах медицинских учреждений. Эти местные анестетики имеют низкий предел допустимых концентраций в стоках, поскольку обладают наркотическим действием. Основными достоинствами потенциометрического анализа являются экспрессность, простота аппаратного оформления, а также возможность автоматизации и дистанцирования от объекта анализа. Эти преимущества в полной мере реализованы при создании потенциометрических мультисенсорных систем на основе перекрестной чувствительности ионоселективных электродов (ИСЭ) [1]. Обосновано и практически реализовано использование в мультисенсорных системах наряду с ИСЭ потенциометрических сенсоров на основе ионообменников, аналитическим сигналом которых является не мембранный потенциал, а потенциал Доннана (ПД-сенсоры) [2]. При разработке ПД-сенсоров (и мультисенсорных систем на их основе) для количественного определения новокаина и лидокаина необходимо исследование ионно-молекулярного состава растворов и ионообменных мембран, используемых для организации сенсоров. Поскольку уровень и чувствительность аналитического сигнала потенциометрического сенсора определяется химическими реакциями на межфазной границе мембрана/раствор, возникает также необходимость изучения физико-химических свойств анализируемых водных растворов с учётом протолитических взаимодействий определяемых ионов с водой. При этом наряду с растворами гидрохлоридов новокаина и лидокаина целесообразно исследовать также растворы амфолитов, в частности глицина, изменяющего свою ионную форму в зависимости от рН раствора.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи.

1. Исследовать электрохимическое поведение водных растворов гидрохлоридов новокаина и лидокаина, глицина.

2. Изучить влияние ионно-молекулярного состава мембран МФ-4СК и МА-41И на средние величины откликов и коэффициенты чувствительности ПД-сенсоров к неорганическим ионам и различным ионным формам новокаина гидрохлорида и лидокаина гидрохлорида, глицина.

Научная новизна. Впервые получены данные о ионно-молекулярном составе и электрохимических свойствах водных растворов новокаина гидрохлорида и лидокаина гидрохлорида. Выявлено, что различное влиянием цвиттер-ионов глицина в присутствии ионов гидроксония и гидроксила на структуру воды определяет электрохимическое поведение данных растворов.

Проанализированы механизмы прототропного переноса электричества в исследуемых растворах.

Наличие в структуре новокаина и лидокаина гидрофильных функциональных групп (->Ш2, -Ы(Я)2) и реализация прототропного механизма переноса электричества в данных растворах обусловливает возможность протекания протолитических реакций на межфазной границе мембрана МФ-4СК/раствор органического электролита. Это приводит к гидрофобизации поверхности мембран и снижению концентрации свободных сульфо-групп за счет блокировки каналов при образовании ионных ассоциатов между сульфогруппами и двухзарядными катионами новокаина и лидокаина.

Доказано, что увеличение средних величин откликов и коэффициентов чувствительности ПД-сенсоров на основе мембран МФ-4СК в К+-форме к ионам и 1лёН при изменении ионно-молекулярного состава мембран за счет варьирования влагоемкости и обменной емкости обусловлено увеличением количества диссоциированных сульфогрупп, участвующих в потенциал определяющих ионообменных реакциях.

Выявлено, что перевод мембран МФ-4СК в Н7Н3Н+С6Н4СООН-форму позволяет снизить коэффициенты чувствительности и повысить коэффициенты селективности ПД-сенсоров к катионам щелочных металлов за счет появления новых сорбционных центров (слабые кислотные СООН-группы п-аминобензойной кислоты).

Исследование растворов с эквимолярным соотношением глицина и гидроксида натрия (рН=(9,56-11,48)±0,03) показало, что изменение ионно-молекулярного состава анионообменных мембран МА-41И путем варьирования их ионной формы позволяет значимо повысить средние величины отклика и коэффициенты чувствительности ПД-сенсора на основе мембран МА-41И в СГ-форме в растворах №ОН+С1у по сравнению с характеристиками ПД-сенсора на основе мембран МА-41И в ОРТ-форме.

Практическая значимость работы. Разработаны потенциометрические мультисенсорные системы, включающие ПД-сенсоры, стеклянный электрод и хлоридсеребряный электрод сравнения, для количественного определения новокаина и лидокаина в водных растворах. Проведено сравнение результатов определения новокаина, лидокаина в модельных водных растворах и лекарственных формах с помощью потенциометрических мультисенсорных систем и стандартных титриметрических методик. Показано, что использование разработанных мультисенсорных систем позволяет снизить ошибку определения новокаина, лидокаина в модельных водных растворах и лекарственных формах по сравнению с результатами титриметрии.

Разработаны потенциометрические мультисенсорные системы, включающие перекрестно чувствительные ПД-сенсоры, ИСЭ и алгоритмы обработки многомерных данных, для количественного определения новокаина гидрохлорида, лидокаина гидрохлорида и хлоридов щелочных металлов в многокомпонентных растворах. Новизна мультисенсорных систем подтверждена патентом РФ. Разработанная потенциометрическая мультисенсорная система использована для прямого потенциометрического определения концентрации новокаина гидрохлорида в образцах сточных вод стоматологического кабинета (г. Воронеж). Показано, что непрерывный слив в открытую канализационную сеть местных анестетиков приводит к значительному превышению ПДК (2-Ю5 М) для данных препаратов. Акты о внедрении результатов исследований в лаборатории экспертно-криминалистической службы Управления ФСКН по Воронежской области прилагаются.

Положения, выносимые на защиту.

2. Направленное изменение ионно-молекулярного состава мембран МФ-4СК в результате их предварительной обработки спиртами и гликолями и перевода в соответствующую ионную форму позволяет увеличивать чувствительность ПД-сенсоров к ионам новокаина, лидокаина.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены на следующих конференциях: Всероссийская конференция «ЭМА-2008» (Абзаково, 2008 г.); Второй международный форум «Аналитика и аналитики» (Воронеж, 2008 г.); VII Всероссийская конференция-школа «Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении (индустрия наносистем и материалы)» (Воронеж, 2009 г.); Съезд аналитиков России «Аналитическая химия — новые методы и возможности» (Клязьма, 2010 г.); Всероссийская конференция «Мембраны» (Москва, 2007, 2010 г.); Конференция-школа «Иониты» (Воронеж, 2007, 2009, 2011 г.); Всероссийская конференция «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах» ФАГРАН (Воронеж, 2008, 2010 г.); International conférence «Ionic transport in organic and inorganic membranes» (Краснодар, 2007-2011 г.); научные сессии ВГУ (2005-2012 г.).

Заключение диссертации по теме "Аналитическая химия"

выводы

1. Исследован ионно-молекулярный состав водных растворов гидрохлоридов новокаина и лидокаина. Показано, что исследуемые водные растворы являются сильными электролитами. Рассчитаны значения подвижностей катионов Т^оуЕГ и 1лс1Н+ (38±3 и 42±4 См-м2/моль соответственно). Проанализированы механизмы прототропного переноса электричества в данных растворах. Показано, что перенос протона по аминогруппе пептидной группировки в молекуле лидокаина маловероятен в связи со стерическими затруднениями. Приведены результаты потенциометрического, кондуктометрического и вискозиметрического исследования ион-ионных и ион-дипольных взаимодействий в кислых и щелочных водных растворах глицина. Показано, что протекание протолитических реакций перезарядки цвитгер-ионов глицина приводит к формированию сетки водородных связей между катионами глицина и диполями воды и обусловливает различные механизмы электропроводности и вязкости кислых и щелочных растворов глицина.

2. Увеличение коэффициентов чувствительности ПД-сенсоров на основе мембран МФ-4СК в К+-форме к катионам новокаина и лидокаина при изменении ионно-молекулярного состава мембран в процессе их модификации полярными органическими растворителями (ЭГ, ПЭГ, ПВС) обусловлено возрастанием обводненности пор и каналов мембран и увеличением концентрации диссоциированных 803Х+-групп, участвующих в потенциал определяющих ионообменных реакциях. Наличие в структуре новокаина и лидокаина гидрофильных функциональных групп и реализация прототропного механизма переноса электричества в данных растворах обусловливает возможность протекания протолитических реакций на межфазной границе мембрана МФ-4СК/раствор органического электролита, что приводит к снижению коэффициентов чувствительности при значимом увеличении коэффициентов селективности ПД-сенсоров на основе мембран МФ-4СК в Н+/№)уН+/ЫоуН22+-форме за счет гидрофобизации поверхности мембран и блокировки пор и каналов мембран. Показано, что ПД-сенсоры на основе мембран МФ-4СК в Н+- и К+-форме являются перекрестно чувствительными в полиионных растворах NovHCl+KCl+NaCl, LidHCl+KCl+NaCl, при этом ПД-сенсоры на основе мембран в различной ионной форме можно использовать для совместного определения компонентов в растворах NovHCl+LidHCl.

3. Разработаны мультисенсорные системы для количественного определения NovHCl, LidHCl в водных растворах и лекарственных формах, электрохимические ячейки которых включают ПД-сенсоры на основе мембран МФ-4СК в К+-форме, стеклянные электроды и хлоридсеребряные электроды сравнения. Проведенное сравнение результатов определения NovHCl, LidHCl с помощью потенциометрических ПД-сенсоров и стандартных титриметрических методик позволило выявить преимущества разработанных мультисенсорных систем за счет малого времени анализа и меньшей ошибки определения в области концентраций менее 1,0-10-3 М. Разработаны потенциометрические мультисенсорные системы, включающие перекрестно чувствительные ПД-сенсоры, ИСЭ и алгоритмы обработки многомерных данных, для многокомпонентного количественного анализа водных растворов а) NovHCl+KCl+NaCl; б) LidHCl+KCl+NaCl; в) NovHCl+LidHCl. Разработанная мультисенсорная система (а) использована для контроля новокаина в стоках стоматологического кабинета. Разница концентраций NovHCl в стоке до и после приема одного пациента составила (0,44±0,01)-10~5 М.

4. Проведено определение NovHCl в моче с использованием ПД-сенсора на основе мембран МФ-4СК в К+-форме. Относительная погрешность определения NovHCl в моче не превышала 7%. Использование мембран МФ-4СК в Н+/НзЫ+С6Н4СООН-форме в качестве электродоактивного материала сенсоров позволяет повысить селективность ПД-сенсоров к катионам NovH+ по сравнению с ионами Н30+, К+ и Na+. Это обусловлено изменением природы сорбционных центров в мембранах МФ-4СК при их переводе в форму п-аминобензойной кислоты: в результате протекания протолитической реакции на поверхности мембран появляются слабые кислотные СООН-группы вместо сильных кислотных S03H+-rpynn.

5. Разработаны мультисенсорные системы для определения глицина в водных растворах в диапазоне рН (1,23-13,00)±0,04, электрохимические ячейки которых включают ПД-сенсоры на основе мембран МФ-4СК в Н+Л31у+-форме (рН (1,23-6,50)±0,04) и мембран МА-41И в СГ-форме ((9,56-11,48)±0,04), стеклянные электроды и хлоридсеребряные электроды сравнения. Относительная погрешность определения ионных форм глицина составила не более 9 %.

Список источников диссертации и автореферата по химии, кандидата химических наук, Полуместная, Ксения Андреевна, Воронеж

1. Власов Ю.Г. Мультисенсорные системы типа электронный язык новые возможности создания и применения химических сенсоров / Ю.Г. Власов, A.B. Легин, A.M. Рудницкая // Успехи химии. - 2006. - Т. 75., № 2. - С.141-150.

2. Бобрешова О.В. Потенциометрическая мультисенсорная система для определения лизина в водных растворах с хлоридами калия и натрия / О.В. Бобрешова, A.B. Паршина, Е.А. Рыжкова // Журнал аналитической химии. -2010.-Т. 65, №8. С. 885-891.

3. Высокоэффективная жидкостная хроматография в биохимии / под ред. А Хеншена. М.: Мир, 1988. - 688 с.

4. Доронин С.Ю. Аналитические возможности реакций первичных ароматических аминов с n-диметиламинокоричным альдегидом в присутствии ионов и мицелл ПАВ / С.Ю. Доронин, Р.К. Чернова, H.H. Гусанова // Журнал аналитической химии 2005. - Т.60, №5 - С.471-478.

5. Коренман И.М. Фотометрический анализ. Методы определения органических соединений / И.М. Коренман. М.: Изд. Химия, 1970. - 343 с.

6. Пахомова O.A. Новые экстракционные системы для определения ос-аминокислот в водных средах : автореф. дис. канд. хим. наук / O.A. Пахомова -Саратов, 2007.-24 с.

7. Рошаль Е.Р. Определение аминокислот в виде комплексов с медью / Е.Р. Рошаль, и др. // Химико-фармацевтический журнал. 1988. - № 6. - С. 30-37.

8. XII Государственная фармакопея Российской Федерации / Москва : «Издательство «»Научный центр экспертизы средств медицинского применения», 2007. 704 с.

9. Халецкий A.M. Фармацевтическая химия / A.M. Халецкий . Ленинград: «Медицина», 1966. 747 с.

10. Мясоедов Б.Ф. Химические сенсоры: возможности и перспективы / Б.Ф. Мясоедов, А.В. Давыдов // Журнал аналитической химии. 1990. - Т. 45, № 7. -С. 1259-1278.

11. Эггинс Б. Химические и биологические сенсоры / Б. Эггинс. М.: Техносфера, 2005. - 336 с.

12. Золотев Ю.А. Химические сенсоры / Ю.А. Золотев // Журнал аналитической химии. 1990. - Т. 45, № 7. - С. 1255-1258.

13. Золотев Ю. А. Основы аналитической химии. В 2 кн. Кн 1. Методы химического анализа / Ю. А. Золотев, и др.. М.: Высш. шк., 2000.-494 с.

14. Ермолаева Т.Н. Пьезокварцевые иммуносенсоры. Аналитические возможности и перспективы / Т. Н. Ермолаева, Е. Н. Калмыкова // Успехи химии, 2006. Т. 75, № 5. - С. 445-459.

15. Ермолаева Т.Н. Пьезокварцевые сенсоры: Аналитические возможности и перспективы / Т. Н. Ермолаева, Е. Н. Калмыкова. Липецк: ЛГТУ, 2007. 190 с.

16. Харитонов C.B. Ионоселективные электроды для определения лекарственных веществ / C.B. Харитонов // Успехи химии. 2007. - Т. 76, № 4. -С. 398-432.

17. Кокотов Ю.А. Равновесие и кинетика ионного обмена / Ю.А. Кокотов, В.А. Пасечник. Л.: Химия, 1970. - 336 с.

18. Будников Г.К. Основы современного электрохимического анализа / Г.К. Будников, В.Н. Майстренко, М.Р. Вяселев. -М. : Мир. БиномЛЗ, 2003. 592 с.

19. Плэмбек Дж. А. Электрохимические методы анализа: Основы теории и применение / Дж. А. Плэмбек. М. : Мир, 1985. - 504с.

20. Аналитическая химия. Проблемы и подходы: в 2 т. / под ред. Р. Кельнера и др.. М.: Мир: ООО Издательство АСТ, 2004. - Т.1: Аналитическая химия. Проблемы и подходы. - 608 с.

21. Simonis A. New concepts of miniaturised reference electrodes in silicon technology for Potentiometrie sensor systems / A. Simonis, H. Lbth, J. Wang, M.J. Schilling // Sensors and Actuators B. 2004. - Vol. 103. - P. 429-435.

22. Михельсон K.H. Ионоселективные электроды с чувствительностью в сильно разбавленных растворах / К.Н. Михельсон // Журнал аналитической химии. -2010.-Т. 65, №2.-С. 116-120.

23. Аналитическая химия. Химические методы анализа / под ред. О.М. Петрухина и др.. М.: Химия, 1992. - 400 с.

24. Bobacka J. Potentiometrie Ion Sensors / J. Bobacka, A. Ivaska, A. Lewenstam // Chem. Rev. 2008. Vol. 108, № 2. -P. 329-351.

25. Гармаш A.B. Метрологические основы аналитической химии / A.B. Гармаш, Н.М. Сорокина. М. : 2005.-42 с.

26. Харитонов C.B. О нижнем пределе чувствительности ионоселективных электродов на основе диссоциирующих ионообменников в средах с низкой диэлектрической проницаемостью / C.B. Харитонов, И.П. Горелов // Электрохимия. 2001. - Т. 37, № 8. - С. 958-962.

27. Егоров В.В. Влияние состава мембраны на селективность ионоселективных электродов к алкиламмониевым катионам различной степени замещенности / В.В. Егоров, A.A. Болотин // Журнал аналитической химии. 2006. - Т. 61, № 3. - С. 299-304.

28. Михельсон К.Н. Электрохимические сенсоры на основе ионофоров: современное состояние, тенденции, перспективы / К.Н. Михельсон // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). 2008. - Т. LII., № 2. - С. 30-36.

29. Пешкова М.А. Ионоселективные электроды в режиме гальваностатической поляризации / М.А. Пешкова, К.Н. Михельсон // Электрохимия. 2010. - Т. 46, № 11.-С. 1331-1337.

30. Шведене Н.В. Ионные жидкости в электрохимических сенсорах / Н. В. Шведене, Д. В. Чернышлв, И. В. Плетнлв // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). 2008. - Т. LII., № 2. - С. 80-91.

31. ГОСТ Р 52361-2005. Контроль объекта аналитический. Термины и определения. М., 2005. 16 с.

32. Будников Г.К. Определение следовых количеств веществ как проблема современной аналитической химии / Г.К. Будников // Соросовский образовательный журнал. 2000. - Т. 6, № 3. - С. 45-51.

33. Камман К. Работа с ионоселективными электродами / К. Камман. М. : Мир, 1980.-283 с.

34. Sokalski T. Lowering the detection limit of solvent polymeric ion-selective electrodes. 1. Modeling the influence of steady-state ion fluxes / T. Sokalski, T. Zwickl, E. Bakker, E. Pretsch // Analytical Chemistry. 1999. - Vol. 71, № 6. - P. 1204-1209.

35. Ceresa A. Direct potentiometric information on total ionic concentrations / A. Ceresa, E. Pretsch, E. Bakker // Analytical chemistry. 2000. - Vol. 72, № 9. p. 2050-2054.

36. Егоров B.B. Ионселективные жидкостные электроды: проблемы описания и экспериментального определения селективности / В.В. Егоров // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). 2008. - Т. LII, № 2. - С. 37-51.

37. Buck R. Recommendations for nomenclature of ionselective electrodes (IUPAC Recommendations 1994) / R. Buck, E. Lindner // Pure and Applied Chemistry. 1994. - Vol. 66, № 12. - P. 2527-2536.

38. Umezawa Y. Selectivity coefficients for ion-selective electrodes: Recommended methods for reporting KAjBpot values (Technical Report) / Y. Umezawa, K. Umezawa, H. Sato // Pure and Applied Chemistry. 1995. - Vol. 67, № 3. - P. 507-518.

39. Horvai G. The matched potential method, a generic approach to characterize the differential selectivity of chemical sensors / G. Horvai // Sensors and Actuators B. -1997. Vol. 43, № 1-3. - P. 94-98.

40. Агхайе M. Мембранный потенциометрический селективный сенсор на серебро(1) на основе двух недавно синтезированных ионофоров, содержащих каликс4.арен / М. Агхайе, М. Гиахи, X. Агхайе, А. Этриан // Электрохимия. -2009. Т. 45, № 7. - С. 862-868.

41. Брайнина Х.З. Электроанализ: от лабораторных к полевым вариантам / Х.З. Брайнина // Журнал аналитической химии. 2001. - Т. 56, № 4. - С. 344-354.

42. Власов Ю.Г. Химические сенсоры и их системы / Ю.Г. Власов, Ю.Е. Ермоленко, А.В. Легин, A.M. Рудницкая, В.В. Колодников // Журнал аналитической химии. 2010. - Т. 65, № 9. - С. 900-919.

43. Власов Ю.Г. Электронный язык — системы химических сенсоров для анализа водных сред / Ю.Г. Власов, А.В. Легин, A.M. Рудницкая // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). 2008. - T. LII., № 2. - С. 101-112.

44. Власов Ю.Г. Катионная чувствительность стекол системы AgI-Sb2S3 и их применение в мультисенсорном анализе жидких сред / Ю.Г. Власов, А.В. Легин, A.M. Рудницкая // Журнал аналитической химии. 1997. - Т. 52, № 8. - С. 837843.

45. Родионова О.Е. Хемометрический подход к исследованию больших массивов химических данных / О.Е. Родионова // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им . Д.И. Менделеева). Т. 50, №. - С. 128-144.

46. Вершинин В.И. Хемометрика в работах российских аналитиков / В.И. Вершинин // Журнал аналитической химии. 2011. - Т. 66, № 11. - С. 1124-1134.

47. Эсбенсен К. Анализ многомерных данных / К. Эсбенсен. Барнаул: изд-во Алт. ун-та, 2003 - 159 с.

48. Garsia-Villar N. Potentiometric sensor array for the determination of lysine in feed samples using multivariate calibration methods / N. Garsia-Villar, J. Saurina, S.

49. Hemandez-Cassou // Fresenius J. Anal. Chem. 2001. - Vol. 371., № 7. - P. 10011008.

50. Будников Г.К. Биосенсоры как новый тип аналитических устройств / Г.К. Будников // Соросовский образовательный журнал. 1996. - № 12. - С. 26-32.

51. Евтюгин Г.А. Биосенсоры в России: 20 лет исследования / Г.А. Евтюгин // Журнал аналитической химии.-2011.-Т. 66,№ 11.-С. 1144-1149.

52. Петрухин О.М. Сенсоры в аналитической химии / О.М. Петрухин, О.О. Максименко // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). 2008. - Т. LII, № 2. - С. 3-6.

53. Соколова Е.В. Оксидные и халькогенидные материалы для ионометрии: синтез, физико-химические и электродноактивные свойства // Автореферат канд. дисс. . Екатеринбург, 2004. — 25 с.

54. Морф В. Принципы работы ионоселективных электродов и мембранный транспорт/ В. Морф. -М.: Мир, 1985. 280 с.

55. Лакшминараянайах Н. Мембранные электроды: Пер. с англ./ Под ред. канд. хим. наук А. А. Белюстина. Л. : Химия, 1979. - 360 с.

56. Щульц М.М. Стекло: структура, свойства, применение / М.М. Щульц // Соросовский образовательный журнал. 1996. -№ 3. - С. 49-55.

57. Щульц М.М. Стеклянный электрод. Теория и применение / М.М. Щульц // Соросовский образовательный журнал. 1998. - № 1. - С. 33-39.

58. Белюстин A.A. К 100-летию стеклянного электрода. Вклад школы Ленинградского Санкт-Петербургского университета / A.A. Белюстин // Вестник Санкт-Петербургского университета. - 2008. - Сер. 4., В. 1. - С. 122-142.

59. Каттралл Р. В. Химические сенсоры / Р.В. Катгралл. М.: Научный мир, 2000. -144 с.

60. Grundler Р. Chemical Sensors: An introduction for scientists and engineers / P. Grundler. Berlin Heidelberg : Springer-Verlag, 2007. 273 p.

61. Шведене H.B. Ионоселективные электроды / H.B. Шведене // Соросовский образовательный журнал. 1999. - №5. - С. 60-65.

62. Шведене Н.В. Селективные электроды на органические ионы / Н.В. Шведене // Соросовский образовательный журнал. 2004. - Т. 8, № 2. - С. 37-43.

63. Кулапина Е.Г. Экспрессное ионометрическое определение аминогликозидных антибиотиков в лекарственных формах и биологических жидкостях / Е.Г. Кулапина, В.В. Барагузина, О.И. Кулапина // Журнал аналитической химии. 2005. - Т. 60, № 6. - С. 592-597.

64. Кулапина Е.Г. Электрохимические свойства мембран на основе ассоциатов ß-лактамных антибиотиков с тетрадециламмонием / Е.Г. Кулапина, В.В. Барагузина, О.И. Кулапина, Д.В. Чернов // Электрохимия. 2005. - Т. 41, № 8. -С. 981-986.

65. Егоров В.В. Влияние природы пластификатора на селективность ионселективных электродов к катионам физиологически активных аминов: закономерности и аномалии / В.В. Егоров, Р.И. Астапович, A.A. Болотин,

66. Д.Л.Высоцкий, В.А. Назаров, В.Э.Матулис, O.A. Ивашкевич // Журнал аналитической химии. 2010. - Т. 65, N 4. - С. 416-425.

67. Шипуло Е. В. От экстракции к ионометрии / Е. В. Шипуло, М. В. Костицына, А. А. Дунаева, Е. В. Владимирова // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). 2008. - Т. LII, № 2. - С. 52-59.

68. Кулапина Е.Г. Ионселективные электроды для определения азотсодержащих лекарственных веществ / Е.Г. Кулапина, О.В. Баринова // Журнал аналитической химии.-2001.-Т. 56,№5.-С. 518-522.

69. Кулапина Е.Г. Электрохимические свойства мембран на основе ассоциатов физиологически активных аминов с тетрафенилборатом / Е.Г. Кулапина, О.В. Баринова // Электрохимия. 2001. - Т. 37, № 8. - С. 935-940.

70. Евтюгин Г.А. Молекулярные рецепторы и электрохимические сенсоры на основе функционализированных каликсаренов / Г.А. Евтюгин, Е.Е. Стойкова, Р.В. Шамагсумова // Успехи химии. 2010. - Т. 79, № 12. - С. 1164-1192.

71. Бобрешова О.В. Потенциометрические сенсоры нового типа на основе перфторированных сульфокатионитовых мембран для количественного анализа многокомпонентных водных сред / О.В. Бобрешова, A.B. Паршина, К.А.

72. Полуместная, C.B. Тимофеев I ! Мембраны и мембранные технологии. 2011. -Т.1,№ 1.-С. 27-36.

73. Бобрешова O.B. Потенциометрическое определение лизина в водных растворах с использованием модифицированных перфторированных мембран МФ-4СК / О.В. Бобрешова, M.B. Aiynoea, A.B. Паршина // Журнал аналитической химии. 2009. - Т. 64, № 6. - С. 660-665.

74. Бобрешова О.В. Потенциометрический селективный сенсор для определения лизина в водных растворах / О.В. Бобрешова, М.В. Агупова, A.B. Паршина // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2009. - Т. 75, № 9. -С. 19-23.

75. Агупова М.В. Потенциометрическое определение лизина моногидрохлорида в водных растворах: автореф. дис. канд. наук / М. В. Агупова. -Воронеж, 2009.-25 с.

76. Агупова М.В. Вязкостные, электропроводящие и спектральные свойства растворов моногидрохлорида лизина / М.В. Агупова, О.В. Бобрешова, С.И. Карпов // Сорбционные и хроматографические процессы. 2008. - Т. 8, В. 1. - С. 117-122.

77. Заболоцкий В.И. Перенос ионов в мембранах / В.И. Заболоцкий, В.В. Никоненко. М.: Наука, 1996. - 395 с.

78. Гребенюк В. Д. Электромембранное разделение смесей / В.Д. Гребенюк, М.И. Пономарев. Киев : Наукова думка, 1992. - 184 с.

79. Koter S. Comparative investigations of ion-exchange membranes / S.Koter, P. Piotrowski, J. Kerres // Journal of membrane science. 1999. - № 153.- P. 83-90.

80. Березина Н.П. Электрохимия мембранных систем/ Краснодар: Кубанский гос. универ., 2009. 137 с.

81. Gierke T.D. The morphology in nation perfluorinated membrane products, as determined by wide- and small-angle x-ray studies / T.D. Gierke, G.E. Munn, F.C.

82. Wilson // Journal of Polymer Science: Polymer Physics Edition. 1981. - Vol. 19, №1..-P. 1687-1704.

83. Ярославцев А.Б. Наноструктурированные материалы для низкотемпературных топливных элементов / А.Б. Ярославцев, Ю.А. Добровольский, Н.С. Шаглаева, JT.A. Фролова, Е.В. Герасимова, Е.А. Сангинов // Успехи химии.-2012.-Т. 81, №3,-С. 191-221.

84. Березина Н.П. Гидрофильные свойства гетерогенных ионитовых мембран / Н.П. Березина, H.A. Кононенко, Ю.М. Вольфкович // Электрохимия. 1994. - Т. 30, №3,-С. 366-374.

85. Березина Н.П. Электротранспортные и структурные свойства перфторированных мембран НАФИОН-117 и МФ-4СК / Н.П. Березина, С.В. Тимофеев, A.-JI. Ролле, Н.В. Федорович, С. Дюран-Видаль // Электрохимия. -2002. -Т.38, № 8. С. 1009-1015.

86. Lehmani A. Surface morphology of Nation 117 membrane by tapping mode atomic force maicroscope /А. Lehmani, S. Durand-Vidal, P. Turq //Journal of applied polymer science. 1998. - Vol.68. -P. 503-508.

87. Ярославцев А.Б. Ионообменные мембранные материалы: свойства, модификация и практическое применения / А.Б. Ярославцев, В.В. Никоненко // Обзоры Российские нанотехнологии. 2009. -Т.4., №3. - С.44-63.

88. I. Ярославцев А.Б. Ионный перенос в мембранных и ионообменных материалах / А.Б. Ярославцев, В.В. Никоненко, В.И. Заболоцкий // Успехи химии. 2003. - Т. 72, № 5. - С. 438-470.

89. Кржечковская В.В. Лекарственные средства в анестезиологии. Местные анестетики / В.В Кржечковская., Р.Ш. Вахтангишвили- Ростов н/Д: Феникс, 2006.-192с.

90. Солдатенков А.Т. Основы органической химии лекарственных веществ / А.Т. Солдатенков, Н.М. Колядина, И.В. Шендрик. 2-е изд., - М. : Мир, 2003. -190с.

91. Гурская Г. В. Структуры аминокислот / Г. В. Гурская. М. : Наука, 1966. -158 с.

92. Морган-мл Эдвард Дж. Клиническая анестезиология. / Дж. Эдвард Морган-мл.,. Михаэл Мэгид С М. - СПб.: Из-во БИНОМ - Невский Диалект, 2001. -396 с.

93. Юрин В.М. Основы ксенобиологии : учеб. пособие / В.М. Юрин. Мир.: Новое знание, 2002. - 267 с.

94. Регистр лекарственных средств России (РЛС). Энциклопедия лекарств. 14-й вып./ Гл. ред. Г.Л. Вышковский. - М.: РЛС - 2006, - 1392 с.

95. Органическая химия: Учебник для студ. вузов, обуч. по специальности "Фармация": В 2 кн. / Под ред. H.A. Тюкавкиной и др.. М.: Дрофа, 2002. - 640 с.

96. Еремин С.К. Анализ наркотических средств: руководство по химико-токсикологическому анализу наркотических и других одурманивающих средств / С.К. Еремин, Б.Н. Изотов, Н.В. Веселовская, М.: «Мысль», 1993.-271 с.

97. Дамаскин Б.Б. Электрохимия: учебник для вузов / Б.Б. Дамаскин, O.A. Петрий, Г.А. Цирлина. — М.: Химия, 2006. — 672 с.

98. Бобрешова O.B. Лизин одна из важнейших незаменимых аминокислот в обеспечении полноценного питания / О.В. Бобрешова, и др.; под общ. Ред. A.C. Фаустова. - Воронеж: ВГУ, 2003. - 80 с.

99. Якубке Х.-Д. Аминокислоты, пептиды, белки / Х.-Д. Якубке, X. Ешкайт : пер. с нем. -М.: Мир, 1985.-456 с.

100. Барон Н.М. Краткий справочник физико-химических величин / Н.М. Барон, Э.И. Квят, Е.А. Подгорная // Ленинград : Химия, 1967. -182 с.

101. Стрельникова О.Ю. Электропроводность водных растворов аминокислот и ионообменных смол в аминокислотных формах : дис. . канд. хим. наук. -Воронеж, 2002.-100 с.

102. Эрдеи-Груз Т. Явления переноса в водных растворах // Т. Эрдеи-Груз М. : Мир, 1976.-596 с.

103. Гатчек Э. Вязкость жидкостей // Э. Гатчек. М.: Объединенное научно-техн. изд-во, 1935.-312 с.

104. Зяблов А.Н. Гидратация нейтральных аминокислот в разных ионных формах / Зяблов А.Н., Елисеева Т.В., Селеменьев В.Д., Самойлова H.H. // Физическая химия. 2001. - Т. 75, №3. - С. 545-548.

105. Демина O.A. Сравнение транспортно-структурных параметров анионообменных мембран отечественного и зарубежного производства / О.А.Демина, Н.П.Березина, Т. Сата, A.B. Демин // Электрохимия. 2002. Т. 38, №8.-С. 1002-1008.

106. Салдадзе K.M. Ионообменные высокомолекулярные соединения / K.M. Салдадзе, А.Б. Пашков, B.C. Титов. М.: Гос. науч. тех. изд-во химической литературы, 1960. - 356 с.

107. Измерения массы, плотности и вязкости / Под ред. Ю.В. Тарбеева. М.: Изд-во стандартов, 1988.-176 с.

108. Кузнецов B.B. Физическая и коллоидная химия. Учеб. пособие для вузов / В.В. Кузнецов, В.Ф. Усть-Качкинцев. М.: Высшая школа. - 1976.

109. Кулинцов П.И. Механизм электротранспорта аминокислот в системах ионообменная мембрана-раствор аминокислоты / П.И. Кулинцов, О.В. Бобрешова, И.В. Аристов, И.В. Новикова, JI.A. Хрыкина // Электрохимия. 2000. - Т. 36, №3.-С. 365-368.

110. Перельман Я.М. Анализ лекарственных форм (практическое руководство) / Я.М. Перельман. Спб.: Медгиз, 1961.-616 с.

111. Государственная фармакопея Российской Федерации / Издательство «Научный центр экспертизы средств медицинского применения», 2008. 704 с.

112. Кулешова М. И. Анализ лекарственных форм, изготовляемых в аптеках / М. И. Кулешова, JI. Н. Гусева, О. К. Сивицкая. М.: Медицина, 1989. 288 с.

113. Карнаухов А.П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. -Новосибирск: Наука, 1999.-470 с.

114. Чарыков А. К. Математическая обработка результатов химического анализа : учеб. пособие для вузов / А. К. Чарыков J1.: Химия, 1984. - 168 с.

115. Смагунова А.Н. Методы математической статистики в аналитической химии / А.Н. Смагунова, О.М. Карпункова. М.: Феникс, 2012. - 352 с.

116. Нейланд О .Я. Органическая химия / О.Я. Нейланд. М. : «Высшая школа», 1990.-751 с.

117. Черенкова Ю.А. Закономерности взаимодействия алифатических аминокислот с водой / Ю.А. Черенкова, Д.Л. Котова, Т.А. Крысанова, В.Ф. Селеменев // Сорбционные и хроматографические процессы. 2008. - Т.8., №.2. -С. 314-319.

118. Дьячкова Н.Г. Электропроводность систем с анионообменными мембранами МА-41 и щелочными растворами глицина / Н.Г. Дьячкова, Л.А. Загородных, О.В. Бобрешова // Электрохимия. 2005. - Т. 42, № 3. - С. 276-279.

119. Легин A.B. Изучение перекрестной чувствительности пленочных катиончувствительных сенсоров на основе поливинилхлорида / A.B. Легин,

120. A.M. Рудницкая, A.JI. Смирнова, Л.Б. Львова, Ю.Г. Власов // Журнал прикладной химии,- 1999.-Т. 72, № 1.-С. 105-112.

121. Перечень наркотических средств, психотропных веществ и их прекурсоров, подлежащих контролю в Российской Федерации, утверждённый Постановлением Правительства РФ № 681 от 30 июня 1998.

122. Приказ Минздрава РФ от 05.10.98 № 289 «Об аналитической диагностике наркотических средств, психотропных и других токсических веществ в организме человека».